Jak działa Pompa ciepła pracować zimą? To zawsze ciekawe pytanie dla nas wszystkich. Wiemy, że zimą zadaniem pompy ciepła jest ogrzanie pomieszczenia. Przeanalizujmy pracę pompy ciepła zimą.
Zimą ciekły czynnik chłodniczy wysysa ciepło z powietrza zewnętrznego i staje się parą; para czynnika chłodniczego jest sprężana do wysokiej temperatury i ciśnienia. A później chłodziwo może przechodzić przez pomieszczenie. W tym czasie czynnik chłodniczy oddaje ciepło do pomieszczenia, przez co temperatura w pomieszczeniu wzrasta.
Ten system jest dobrym rozwiązaniem w miejscach, gdzie panuje łagodna zima i pozwala zaoszczędzić energię w porównaniu z konwencjonalnym ogrzewaniem. Jednak na srogą zimę sama pompa ciepła nie jest dobrą alternatywą. W tym scenariuszu wykorzystywany jest system hybrydowy.
Dostępne są różne typy pomp ciepła. Klasyfikacja opiera się na miejscu, z którego pobierane jest ciepło, czyli lokalizacji parownika. Niektóre typy to: powietrzna pompa ciepła, gruntowa pompa ciepła, wodna pompa ciepła itp.
Schemat ideowy pompy ciepła z głównymi elementami pokazano na rysunku poniżej;
Jak działa gruntowa pompa ciepła zimą?
Temperatura poniżej kilku stóp nad ziemią jest stabilna temperatura 55oF niezależnie od pory roku. Zobaczmy, jak ten fakt jest wykorzystywany do uruchomienia pompy ciepła.
In gruntowe pompy ciepła,, szereg mocnych rur jest zainstalowanych pod ziemią; jest to gruntowy wymiennik ciepła. Przez te rury krąży zimna woda z pompy ciepła, która odbiera ciepło z gruntu. Następnie woda przekazuje to ciepło czynnikowi chłodniczemu w pompie ciepła.
Schemat schemat jest pokazany poniżej.
Gruntowa pompa ciepła eliminuje spalanie paliw kopalnych; stąd jest to przyjazne dla środowiska. Niemcy, USA, Szwecja, Kanada, Szwajcaria to główne kraje korzystające z tej pompy ciepła.
Jaka temperatura jest nieefektywna pompa ciepła?
Pompa ciepła nie jest zalecana we wszystkich temperaturach. Temperatura otoczenia wpływa na efektywność pompy ciepła.
Wraz ze spadkiem temperatury otoczenia spada sprawność pompy ciepła, z badań graniczna temperatura otoczenia obliczona jest na 40oF. Dlatego zaleca się stosowanie pompy ciepła, gdy temperatura otoczenia przekracza 40oF. Pompa ciepła staje się mniej efektywna niż inne opcje ogrzewania, gdy temperatura spada do 25 do 30oF.
Dlatego używamy alternatywnego systemu w tych regionach, w których temperatura spada poniżej 40oF. Paliwo kopalne lub jakiekolwiek inne tanie paliwo jest spalane w tych regionach w celu wydobycia ciepła podczas szczytu zimy.
Pompa ciepła pracuje pomiędzy dwoma limitami temperatury, temperaturą pokojową i temperaturą otoczenia. Dlatego wydajność pompy ciepła zależy od obu tych temperatur. Można założyć, że jeśli temperatura otoczenia jest niska, pompa ciepła zużywa więcej pracy na pobranie ciepła; stąd spada wydajność.
Przeanalizujmy matematycznie efektywność pomp ciepła. Efektywność pompy ciepła jest mierzona jako współczynnik wydajności (COP). COP jest zdefiniowany jako
COP = (efekt ogrzewania)/(Praca wykonana w systemie)
Przeanalizujmy COP cyklu Carnota. Cykl Carnota to idealny cykl, który ma maksymalny COP.
COP cyklu Carnota jest zdefiniowany jako;
COP = Tgorąco/Tgorąco - Tzimno
Tzimno to temperatura otoczenia, a Tgorąco to temperatura pokojowa. Załóżmy, że ustawiliśmy 68oF w pompie ciepła, stąd temperatura w pomieszczeniu wynosi 68oF. Załóżmy teraz dwa warunki, gdy temperatura otoczenia wynosi 40oF i 20oF.
Gdy zastosujemy te warunki temperaturowe, otrzymamy COP 11.5 i 6.7 dla temperatury otoczenia 40oF i 20oOdpowiednio F.
(Uwaga: należy zachować ostrożność podczas obliczania COP, temperatury powinny być w skali Kelvina lub skali Rankine'a.)
Tutaj COP jest redukowany, gdy temperatura otoczenia jest obniżona. Obliczony COP dotyczy maksymalnego możliwego cyklu. Ten COP nie może zostać osiągnięty w rzeczywistym cyklu. Stąd możemy wnioskować, że wraz ze spadkiem temperatury otoczenia zmniejsza się COP pompy ciepła.
Jaką temperaturę powinienem ustawić w mojej pompie ciepła zimą?
To jest zawsze problem dla wielu z nas podczas obsługi pompy ciepła.
Komfort człowieka jest głównym celem pompy ciepła w domu. Z badań naukowych wynika, że 680F jest najlepszy dla ludzkiego komfortu zimą. Zaleca się dalsze obniżanie temperatury pracy, gdy używamy pompy ciepła w sposób ciągły.
Czy pompa ciepła może pracować poniżej zera?
Pytanie brzmi, co się dzieje, gdy temperatura otoczenia jest poniżej punktu zamarzania. Czy obsługa jest bezpieczna?
Tak, możemy używać pompy ciepła w warunkach mrozu. Punkt zamarzania chłodziwo stosowany w pompie ciepła jest znacznie poniżej punktu zamarzania wody; dlatego czynnik chłodniczy w pompie ciepła nie zamarznie, nawet jeśli temperatura otoczenia jest poniżej punktu zamarzania wody.
Jeśli pytanie brzmi „czy zaleca się używanie pompy ciepła w ekstremalnie niskich temperaturach?” wtedy odpowiedź brzmi „nie, to nie jest zalecane”
Jednak w ekstremalnie niskich temperaturach nie zaleca się używania pompy ciepła. W poprzednich rozdziałach omówiliśmy efektywność pomp ciepła. Gdy temperatura jest niższa niż 40oF, zmniejsza się efektywność pompy ciepła; stąd pompa ciepła zużywa więcej energii niż samo spalanie paliwa.
Jak zwiększyć wydajność pompy ciepła zimą?
Poniżej podano kilka wskazówek, jak poprawić wydajność.
- Często czyść filtr.
- Aby szybko nagrzać pomieszczenie, nie ustawiaj zbyt wysokiej temperatury pompy ciepła.
- Nie ogrzewaj przestrzeni, z których nie korzystasz.
- Idealnie zamknij wszystkie wentylacje w pomieszczeniu.
- Zawsze należy zapewnić wystarczającą ilość miejsca w jednostce wewnętrznej i zewnętrznej pompy ciepła, aby zapewnić swobodny przepływ powietrza.
- Włącz tryb ogrzewania awaryjnego tylko wtedy, gdy jest to sytuacja awaryjna!.
- Upewnij się, że jednostka zewnętrzna jest łatwo dostępna do czyszczenia.
Dlaczego moja pompa ciepła dmucha zimne powietrze, gdy ogrzewanie jest włączone?
Istnieją głównie trzy powody, dla których możesz czuć, że Twoja pompa ciepła dmucha zimne powietrze.
- Pompa ciepła działa prawidłowo, ale jest zimno.
- Pompa ciepła zaczęła pracować w trybie odszraniania.
- Pompa ciepła nie działa prawidłowo.
Omówmy każdy punkt osobno.
- Pompa ciepła działa prawidłowo, ale jest zimno.
Pompa ciepła działa prawidłowo; jednak, gdy temperatura otoczenia jest bardzo niska, zmniejsza się efektywność pompy ciepła i zdolność do podwyższania temperatury. W takich sytuacjach pompa ciepła ogrzewa powietrze, ale nie czujesz tego, ponieważ temperatura ogrzanego powietrza jest znacznie niższa od temperatury twojego ciała.
Generalnie w takich sytuacjach ogrzewanie elektryczne uruchamia się automatycznie.
- Pompa ciepła zaczęła pracować w trybie odszraniania.
Gdy pompa ciepła pracuje w bardzo niskiej temperaturze otoczenia, woda może zamarznąć wokół wężownic jednostki zewnętrznej. Należy unikać całkowitego pokrycia wężownicy lodem. Pompa ciepła pracuje w trybie rewersyjnym w celu usunięcia tego szronu, tzn. zaczyna schładzać wewnątrz i grzać zewnętrzną wężownicę.
Po 1-2 minutach pracy pompa ciepła zaczyna działać prawidłowo po całkowitym usunięciu szronu.
- Pompa ciepła nie działa prawidłowo.
To poważny problem i powinieneś skontaktować się z technikiem. Możliwości jest wiele, takich jak wyciek czynnika chłodniczego, uszkodzenia zaworów lub zmniejszenie wydajności pompy ciepła itp.
Czy powinienem uruchomić moją pompę ciepła w trybie automatycznym czy grzewczym?
W pompie ciepła dostępne są trzy tryby „Ogrzewanie”, „Chłodzenie” i „Auto”.
Zaleca się ustawienie trybu „Ogrzewanie” zamiast trybu „Auto” w sezonie zimowym. Dzieje się tak dlatego, że tryb „Auto” może schłodzić pomieszczenie w słoneczny, zimowy dzień, co jest niepotrzebne, tzn. pompa ciepła automatycznie odwraca swoją pracę, czego należy unikać.
Czy powinienem wyłączać pompę ciepła przy ekstremalnie niskich temperaturach?
W wielu krajach zimą może wystąpić ekstremalnie zimno.
Zaleca się zaprzestanie używania pompy ciepła w ekstremalnie niskich temperaturach, ponieważ wydajność pompy ciepła spada, co prowadzi do zwiększonego zużycia energii, jak omówiono powyżej.
Zwykle pompa ciepła jest wyposażona w ogrzewanie elektryczne. Dlatego w ekstremalnie niskich temperaturach pompa ciepła zostaje wyłączona, a ogrzewanie elektryczne uruchamia się automatycznie.
Jak długo dziennie powinna pracować pompa ciepła?
Wiemy, że stara technika ogrzewania piecowego nie będzie działać w sposób ciągły przez długi czas. A co z pompą ciepła?
W razie potrzeby pompa ciepła może pracować nieprzerwanie przez cały dzień. Zaawansowane pompy ciepła są wyposażone w automatyczne czujniki, które umożliwiają zatrzymanie pracy pompy ciepła po osiągnięciu wymaganej temperatury; uruchamia się automatycznie, gdy temperatura spada. Dlatego nie powinieneś martwić się zbytnio zużyciem energii.
Można jednak zmniejszyć zużycie energii, ręcznie ustawiając czas wyłączenia w pompie ciepła.
Skąd mam wiedzieć, czy moja pompa ciepła odszrania?
Rozmrażanie jest bardzo częste w zimnej sytuacji. Cykl odszraniania może być wymagany do wydajnej pracy pompy ciepła.
Możesz wiedzieć, że pompa ciepła pracuje w cyklu odszraniania, jeśli przestrzegane są następujące warunki.
- Wentylator wewnętrzny pompy ciepła wyłącza się
- Pompa ciepła przestaje ogrzewać pomieszczenie
- Kontrolka rozmrażania miga
Jak zapobiec zamarzaniu pompy ciepła?
Wężownice zewnętrzne pompy ciepła mogą zamarznąć podczas pracy.
Cykl odszraniania ma na celu uniknięcie zamarznięcia pompy ciepła. W cyklu odszraniania praca pompy ciepła jest odwrócona iw tym czasie pompa ciepła chłodzi w pomieszczeniu i ogrzewa na zewnątrz, aby lód topił się. Ten cykl działa automatycznie. W ciągu 2-3 minut pompa ciepła zaczyna działać normalnie.
Jak odmrozić pompę ciepła zimą?
Pompę ciepła można odmrozić w następujący sposób:
- Cykl rozmrażania. W pompach ciepła cykl odszraniania przebiega automatycznie.
- Usuń szron ręcznie; możesz pompować wodę na mróz, aż się rozpuści. Lub możesz rozdrobnić szron za pomocą narzędzia
Ile szronu jest normalne w pompie ciepła?
Nie możemy ilościowo powiedzieć normalnego mrozu.
Są dwa warunki, kiedy można powiedzieć, że w pompie ciepła mróz jest za duży.
- Gdy mróz uniemożliwia przepływ powietrza do pompy ciepła
- Gdy szron utrzymuje się na cewkach dłużej niż 2 godziny.
Jeśli te warunki są przestrzegane, zaleca się skontaktowanie się z operatorem, ponieważ cykl odszraniania nie jest realizowany w Twojej pompie ciepła.
Jak działa basenowa pompa ciepła zimą?
Działanie ciepła w basenie? pompa jest podobna do powietrznej pompy ciepła.
Basenowa pompa ciepła służy do podgrzewania wody w basenie. W tym skraplaczu przenosi ciepło do zimnej wody. Pozostałe procesy są podobne do pompy ciepła w pomieszczeniu. Stąd kondensator zanurza się w basenie, a pozostała jednostka znajduje się na zewnątrz basenu.
Aby uzyskać więcej postów na temat inżynierii mechanicznej, śledź nasze Strona mechaniczna.
Zespół TechieScience Core MŚP to grupa doświadczonych ekspertów merytorycznych z różnych dziedzin nauki i techniki, w tym fizyki, chemii, technologii, elektroniki i elektrotechniki, motoryzacji, inżynierii mechanicznej. Nasz zespół współpracuje przy tworzeniu wysokiej jakości, dobrze udokumentowanych artykułów na szeroki zakres tematów naukowych i technologicznych dla witryny TechieScience.com.
Wszystkie nasze starsze MŚP mają ponad 7-letnie doświadczenie w odpowiednich dziedzinach. Są to albo pracujący profesjonaliści z branży, albo związani z różnymi uniwersytetami. Wspominać Nasi autorzy Strona, na której można poznać nasze podstawowe MŚP.
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!